Các loại quá áp của hệ thống điện: Nguyên nhân, hậu quả và chiến lược bảo vệ cho thiết bị-điện áp trung thế

Các loại quá áp của hệ thống điện: Nguyên nhân, hậu quả và chiến lược bảo vệ cho thiết bị-điện áp trung thế

 

Hiểu về quá điện áp là điều cần thiết để bảo vệ máy biến áp, thiết bị đóng cắt và hệ thống cáp -, đặc biệt là trong các mạng phân phối nơi việc lựa chọn thiết bị ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy và tuổi thọ.

📋Mục lục

Quá áp hệ thống điện là gì?

Tại sao quá áp lại quan trọng đối với việc lựa chọn thiết bị

Chiến lược bảo vệ quá áp cho hệ thống phân phối

Câu hỏi thường gặp

Quá áp hệ thống điện là gì?

 

Quá điện áp của hệ thống điện đề cập đến bất kỳ sự tăng điện áp nào vượt quá điện áp hoạt động bình thường của mạng điện hơn 10% giá trị định mức của nó. Những sự kiện điện áp bất thường này có thể kéo dài từ micro giây đến giây - và trong trường hợp cực đoan, có thể đạt tới hàng triệu volt.

Mặc dù hầu hết các thiết bị điện đều được thiết kế để xử lý các dao động điện áp ngắn, nhưng tình trạng quá điện áp có cường độ cao hoặc kéo dài{0}} có thể:

Đẩy nhanh quá trình lão hóa và xuống cấp của vật liệu cách nhiệt

Nguyên nhân gây hư hỏng sớm máy biến áp và thiết bị đóng cắt

Kích hoạt sự ngắt quãng phiền toái của rơle bảo vệ

Dẫn đến việc ngừng hoạt động và thay thế thiết bị tốn kém ngoài kế hoạch

Đối với các kỹ sư và chuyên gia mua sắm làm việc với hệ thống phân phối điện áp trung thế-(6kV–35kV), hiểu biết về quá điện áp không chỉ là một bài tập mang tính học thuật - mà nó ảnh hưởng trực tiếp đến thông số kỹ thuật của thiết bị, sự phối hợp cách điện và kế hoạch bảo trì dài hạn-.

Tại sao quá áp lại quan trọng đối với việc lựa chọn thiết bị

 

Khi lựa chọn máy biến áp, thiết bị chống sét hoặc thiết bị đóng cắt cho một dự án, một trong những câu hỏi đầu tiên phải là:Thiết bị này sẽ phải đối mặt với những điều kiện quá điện áp nào?

Loại thiết bị	Rủi ro quá điện áp	Hậu quả của việc bảo vệ không đầy đủ
Máy biến áp loại khô	Sét đánh, chuyển đổi quá độ	Đâm thủng lớp cách điện của cuộn dây, lỗi đoản mạch-
Thiết bị đóng cắt MV	Sự cố hồ quang bên trong, cộng hưởng	Xói mòn tiếp xúc, tia lửa hồ quang thảm khốc
Hệ thống cáp	Quá điện áp tạm thời	Phóng điện cục bộ, đánh thủng điện môi
Thiết bị chống sét	Tất cả các loại	Kích thước không đúng dẫn đến hư hỏng sớm hoặc bảo vệ không đầy đủ

Điểm mấu chốt:Sự phối hợp cách điện phù hợp - làm cho mức cách điện của thiết bị phù hợp với môi trường quá điện áp dự kiến ​​- là cách-hiệu quả nhất về mặt chi phí để đảm bảo độ tin cậy-lâu dài của hệ thống.

Chiến lược bảo vệ quá áp cho hệ thống phân phối

 

Đối với người mua-thiết bị điện áp trung thế và nhà thiết kế hệ thống, cần cân nhắc các phương pháp bảo vệ sau dựa trên loại quá điện áp chiếm ưu thế tại địa điểm lắp đặt:

Loại quá áp	Bảo vệ được đề xuất	Ghi chú ứng dụng
Sét đánh	Thiết bị chống sét (loại MOV), dây bảo vệ	Chọn dựa trên điện áp hệ thống và định mức năng lượng
Quá điện áp tạm thời	Phối hợp cách nhiệt hợp lý, nối đất trung tính	Khả năng TOV của thiết bị chống sét phải được kiểm tra
Chuyển đổi quá độ	Điện trở chèn trước, bộ giảm âm RC	Thiết bị chuyển mạch được điều khiển dành cho máy cắt quan trọng
cộng hưởng sắt	Điện trở nối đất trung tính, máy biến áp giảm chấn	Tránh chuyển đổi một pha của máy biến áp không nối đất

Đặc biệt đối với người dùng máy biến áp loại khô:

Máy biến áp nhựa đúc hiện đại (chẳng hạn như dòng SCB) được thiết kế với:

Lớp cách nhiệt F hoặc H- cung cấp biên nhiệt cao hơn trong quá điện áp tạm thời

Đóng gói Epoxy- cung cấp khả năng chống phóng điện cục bộ tuyệt vời trong điều kiện xung

Giám sát nhiệt độ nhúng- để phát hiện hiện tượng nóng lên bất thường do sự kiện cộng hưởng gây ra

Những tính năng này làm cho máy biến áp loại khô bằng nhựa epoxy-có khả năng chống chọi tốt hơn với nhiều tình huống quá điện áp so với các thiết kế ngâm trong dầu truyền thống-đặc biệt là trongtrạm biến áp trong nhà,-tòa nhà cao tầng và nền tảng ngoài khơinơi chống sét và an toàn cháy nổ là rất quan trọng.

Câu hỏi thường gặp

 

Câu hỏi 1: Nguyên nhân phổ biến nhất gây ra quá điện áp trong mạng phân phối trung thế{1}}là gì?

Đối với hệ thống 6kV–35kV,sét-gây ra sétVàlỗi chạm đất một phalà những nguyên nhân thường gặp nhất. Trong mạng cáp đô thị,chuyển đổi quá độtừ hoạt động của máy cắt cũng rất phổ biến.

Câu hỏi 2: Làm cách nào để biết liệu máy biến áp loại khô{1}}của tôi có cần bảo vệ chống đột biến điện hay không?

If your transformer is connected to overhead lines (even for a short distance) or located in an area with moderate to high lightning activity (keraunic level >30 ngày/năm), nên sử dụng thiết bị chống sét tại các đầu cực của máy biến áp.

Câu hỏi 3: Quá điện áp cộng hưởng có thể làm hỏng máy biến áp nhựa đúc epoxy không?

Có - cộng hưởng kéo dài có thể gây ra sự tích tụ nhiệt và ứng suất cách nhiệt. Tuy nhiên, máy biến áp bằng nhựa epoxy có độ dẫn nhiệt tốt hơn và điện áp khởi động phóng điện cục bộ cao hơn so với các loại-đổ dầu, mang lại mức độ an toàn cao hơn.

Câu 4: Sự khác biệt giữa thiết bị chống sét và cột thu lôi là gì?

A cột thu lôichặn các cuộc tấn công trực tiếp để bảo vệ các công trình. MỘTthiết bị chống sétgiới hạn điện áp nhất thời trên các mạch điện bằng cách chuyển dòng xung điện xuống đất - hai thiết bị này phục vụ các chức năng bổ sung nhưng khác nhau.